本發(fā)明屬于鋼鐵冶金和選礦分離領(lǐng)域，涉及一種處理含鋅粉塵聯(lián)產(chǎn)堿性球團(tuán)的方法。

背景技術(shù)：

1、

2、目前鋼鐵行業(yè)含鋅粉塵傳統(tǒng)處理方法分為火法、濕法和火-濕聯(lián)合法三種。采用濕法處理鋼鐵廠含鋅粉塵時(shí)，一般鋅的浸出率和生產(chǎn)效率較低，浸渣難以作為鋼廠原料循環(huán)使用，也無(wú)法滿足環(huán)保法提出的堆放要求?；鸱üに噷?duì)含鋅粉塵的處理生產(chǎn)效率高、處理規(guī)模大，但火法無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)非鐵鋅元素的提取?；?濕聯(lián)合法是鋼鐵廠含鋅粉塵資源化利用技術(shù)發(fā)展的重要趨勢(shì)，首先通過(guò)火法得到富含多種元素的次氧化鋅和具有一定品位的海綿鐵，然后通過(guò)濕法從次氧化鋅中提取各種有價(jià)元素。隨著環(huán)保要求的提高，如何實(shí)現(xiàn)鋼鐵廠內(nèi)部消納含鋅粉塵并實(shí)現(xiàn)高效回收利用成為鋼鐵企業(yè)面臨的一大挑戰(zhàn)。

3、此外，目前高爐煉鐵以高堿度燒結(jié)礦配加酸性球團(tuán)和少量塊礦的爐料結(jié)構(gòu)為主，球團(tuán)礦比例大多在20％以內(nèi)。這種爐料結(jié)構(gòu)一定程度上能使高爐增產(chǎn)節(jié)焦、提高經(jīng)濟(jì)效益。但在污染能耗方面，燒結(jié)工序污染負(fù)荷比是球團(tuán)工序的5倍，其中二氧化硫排放是球團(tuán)的2倍；能源消耗是是球團(tuán)的2倍。使用球團(tuán)礦品位比燒結(jié)礦品位高出5％，燃料比可降低13％以上。

4、大量生產(chǎn)實(shí)踐證明提高球團(tuán)礦入爐比例可以在大幅降低渣量、燃耗的同時(shí)提高高爐利用系數(shù)。但單一增加普通酸性球團(tuán)入爐比例無(wú)法滿足高爐煉鐵過(guò)程的造渣制度需要，為了高爐渣型穩(wěn)定，提高球團(tuán)礦堿度，需用堿性球團(tuán)礦代替高堿度燒結(jié)礦，構(gòu)建以球團(tuán)礦為主的新型爐料結(jié)構(gòu)。因此構(gòu)建以球團(tuán)礦為主的新型爐料結(jié)構(gòu)、發(fā)展高比例球團(tuán)冶煉工藝技術(shù)，尤其是發(fā)展堿性球團(tuán)礦的制備冶煉技術(shù)，已經(jīng)成為行業(yè)領(lǐng)域內(nèi)的重要課題。堿性球團(tuán)礦的制備通常在生產(chǎn)過(guò)程中按比例加入石灰石粉，與鐵礦粉、膨潤(rùn)土等原料混勻造球，制成生球。再經(jīng)過(guò)鏈篦機(jī)-回轉(zhuǎn)窯或帶式焙燒機(jī)預(yù)熱焙燒后制成成品堿性球團(tuán)礦。采用石灰石粉作為熔劑需要將石灰石粉磨到粒度很細(xì)才能滿足球團(tuán)制備要求，此外，堿性球團(tuán)焙燒過(guò)程中石灰石粉分解吸熱使堿性球團(tuán)生產(chǎn)能耗較高，生產(chǎn)效率較酸性球團(tuán)低，添加的石灰石還會(huì)降低球團(tuán)品位。

5、因此，隨著鋼鐵行業(yè)節(jié)能降耗以及環(huán)保要求不斷提高，針對(duì)鋼鐵廠產(chǎn)生的大量含鋅粉塵的高效利用就成為一大挑戰(zhàn)，此外，堿性球團(tuán)有助于節(jié)能降耗減排，如何實(shí)現(xiàn)堿性球團(tuán)高效生產(chǎn)，也是鋼鐵企業(yè)需要解決的難題。開(kāi)發(fā)一種既能實(shí)現(xiàn)含鋅粉塵高效利用又能實(shí)現(xiàn)堿性球團(tuán)高效制備的新技術(shù)勢(shì)在必行。

6、經(jīng)檢索發(fā)現(xiàn)；本發(fā)明的核心創(chuàng)新點(diǎn)在于：在實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)含鋅粉塵高效回收利用的同時(shí)，降低堿性球團(tuán)預(yù)熱焙燒的溫度并獲得抗壓強(qiáng)度大于3000n/p的堿性球團(tuán)礦。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)鋼鐵企業(yè)處理含鋅粉塵和生產(chǎn)堿性球團(tuán)存在的一系列難題，本發(fā)明的目的在于提供一種處理含鋅粉塵聯(lián)產(chǎn)堿性球團(tuán)的方法，該方法可實(shí)現(xiàn)含鋅粉塵高效回收利用，同時(shí)堿性球團(tuán)預(yù)熱焙燒溫度降低，有利于實(shí)現(xiàn)鋼鐵廠節(jié)能降耗和降低碳排放。

2、本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：1、一種處理含鋅粉塵聯(lián)產(chǎn)堿性球團(tuán)的方法，包括以下步驟：

3、(1)將含鋅粉塵、鈣化劑按比例充分混勻后加粘結(jié)劑和水進(jìn)行造塊處理；得到混合料團(tuán)塊；所述混合料團(tuán)塊中，以摩爾比計(jì)，cao/(zno+fe2o3)＝2.0-3.0；

4、(2)將造塊后得到的混合料團(tuán)塊進(jìn)行鈣化焙燒，鈣化焙燒后含鋅粉塵里面的鐵酸鋅轉(zhuǎn)化為氧化鋅，所述鈣化焙燒的溫度1100-1300℃；

5、(3)將步驟(2)焙燒后得到的團(tuán)塊破碎磨細(xì)后進(jìn)行氨浸處理，得到的含鋅浸出液采用電解法回收鋅，浸出渣過(guò)濾后進(jìn)行干燥處理。

6、(4)將步驟(3)中干燥后的浸出渣與鐵精礦粉、粘結(jié)劑、水充分混勻后制備堿性球團(tuán)生球，生球經(jīng)過(guò)干燥、預(yù)熱、焙燒、冷卻后得到堿性球團(tuán)礦；所述堿性球團(tuán)的二元堿度范圍為0.3-1.5；所述預(yù)熱溫度為750-1020℃、預(yù)熱時(shí)間為3-8min。

7、本發(fā)明所述混合料團(tuán)塊中，以摩爾比計(jì)，cao/(zno+fe2o3)＝2.0-3.0；是因?yàn)榧尤胙趸}與含鋅粉塵中的鐵酸鋅反應(yīng)生成鐵酸鈣和氧化鋅，有利于后續(xù)鋅的提取，同時(shí)生成的鐵酸鈣有助于后續(xù)堿性球團(tuán)生產(chǎn)時(shí)在較低預(yù)熱焙燒溫度下得到較高的固結(jié)強(qiáng)度。

8、優(yōu)選的方案，步驟(1)中所述鈣化劑選自碳酸鈣、氧化鈣、氫氧化鈣、石灰石、消石灰等含鈣物質(zhì)中的至少一種。

9、優(yōu)選的方案，步驟(1)中所述造塊方法包括造球和/或壓團(tuán)等方法，造塊后團(tuán)塊粒度范圍為3-20mm。

10、優(yōu)選的方案，步驟(2)中所述鈣化焙燒的溫度1100-1250℃、優(yōu)選為1100-1220℃，焙燒的時(shí)間1-4小時(shí)、優(yōu)選為1-3.5小時(shí)。本發(fā)明之所以要控制鈣化焙燒溫度，是因?yàn)殁}化焙燒溫度太低，不利于后期經(jīng)低溫、短時(shí)預(yù)熱制備高強(qiáng)度堿性球團(tuán)。在本發(fā)明中，作為優(yōu)選方案之一，鈣化焙燒的溫度可以選擇低一點(diǎn)，如1100-1150℃，與之相匹配的焙燒時(shí)間為2.5-3.5小時(shí)。

11、優(yōu)選的方案，步驟(3)中所述的團(tuán)塊破碎磨細(xì)后粒度≤1mm。

12、優(yōu)選的方案，步驟(3)中所述氨浸溶液由nh3·h2o和nh4cl/硫酸銨組成。

13、優(yōu)選的方案，步驟(4)中所述粘結(jié)劑包括膨潤(rùn)土、有機(jī)粘結(jié)劑、復(fù)合粘結(jié)劑等的一種或幾種。

14、優(yōu)選的方案，步驟(4)中所述堿性球團(tuán)的二元堿度范圍優(yōu)選為0.3-1.0。更進(jìn)一步優(yōu)選為0.3-0.8。

15、優(yōu)選的方案，步驟(4)中所述干燥溫度為200-400℃。

16、優(yōu)選的方案，步驟(4)中所述預(yù)熱溫度為750-1020℃、優(yōu)選為800-1010℃、預(yù)熱時(shí)間為4-7min。

17、優(yōu)選的方案，步驟(4)中焙燒的溫度為1150-1250℃、優(yōu)選為1180-1250℃、焙燒時(shí)間6-10min。

18、在工業(yè)上應(yīng)用時(shí)，當(dāng)鈣化焙燒選擇1100-1150℃、焙燒時(shí)間為2.5-3.5小時(shí)；與之相匹配的步驟(4)中的預(yù)熱溫度為880～1010℃、焙燒溫度優(yōu)選為1210-1240℃、時(shí)間控制在6-10min。

19、本發(fā)明所得堿性球團(tuán)抗壓強(qiáng)度大于3000n/p。經(jīng)優(yōu)化后，可大于3400n/p。本發(fā)明通過(guò)較低的預(yù)熱溫度、配合后期較低的焙燒溫度可以得到抗壓強(qiáng)度大于3000n/p堿性球團(tuán)。

20、本發(fā)明的優(yōu)勢(shì)是通過(guò)鈣化焙燒使含鋅粉塵中難利用的鐵酸鋅資源轉(zhuǎn)化為氧化鋅，易于后續(xù)氨浸提取，浸出成本低，選擇性好，鈣、硅等雜質(zhì)不被浸出，采用的鈣化劑廉價(jià)易得，與火法碳化還原相比，不需添加焦炭或還原煤作為還原劑，且反應(yīng)速率快，鋅浸出率可達(dá)90％以上。傳統(tǒng)采用石灰石作為熔劑的時(shí)候由于石灰石分解需要吸熱，導(dǎo)致堿性球團(tuán)生產(chǎn)能耗較高；浸出渣主要成分為鐵酸鈣，將其用來(lái)作為堿性球團(tuán)鈣質(zhì)熔劑可顯著降低預(yù)熱焙燒溫度和時(shí)間，提高生產(chǎn)效率，其原理是含鋅粉塵鈣化焙燒浸出渣已經(jīng)實(shí)現(xiàn)與鐵酸鈣預(yù)先造渣，因此在球團(tuán)生產(chǎn)過(guò)程中與常用的石灰石熔劑相比，顯著縮短了預(yù)熱焙燒時(shí)間及所需能耗；本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)鋼鐵廠含鋅粉塵在廠內(nèi)實(shí)現(xiàn)消納，同時(shí)促進(jìn)了高強(qiáng)度堿性球團(tuán)的高效優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)，對(duì)實(shí)現(xiàn)鋼鐵生產(chǎn)節(jié)能降耗的目標(biāo)具有重要促進(jìn)作用。